هنا ، نقدم طريقة طفيفة التوغل عبر الجدار لأخذ عينات من الدم أثناء النوم في البيئات السريرية.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
هنا ، نقدم طريقة طفيفة التوغل عبر الجدار لأخذ عينات من الدم أثناء النوم في البيئات السريرية.
تلعب الإيقاعات الفسيولوجية ، بما في ذلك الإيقاعات النهارية واليومية ، دورا مهما في الصحة ، مع الاضطرابات المرتبطة بشكل متزايد بأمراض القلب والأوعية الدموية ومرض السكري من النوع 2. ترتبط هذه الإيقاعات ارتباطا وثيقا بدورات النوم والاستيقاظ ، حيث يمكن أن تؤدي التغييرات في توقيت النوم أو مدته إلى تغيير الإيقاعات النهارية واليومية ، وبالتالي تعطيل التوازن الفسيولوجي. قد تؤدي العوامل الإضافية ، مثل توقيت السلوكيات مثل تناول الطعام و / أو النشاط البدني ، إلى تعديل إيقاعات 24 ساعة بطرق تدعم الصحة أو تعزز مخاطر الأمراض المزمنة.
على الرغم من الاعتراف المتزايد بأهمية الإيقاعات البيولوجية ، إلا أن الحصول على عينات دم تسلسلية مطلوبة لتوضيح الأنماط في العوامل المنتشرة لا يزال يمثل تحديا كبيرا في البحث السريري. يمكن أن تكون طرق سحب الدم الروتينية مزعجة للنوم ، مما قد يؤدي إلى تغيير النوم والإيقاعات البيولوجية وبالتالي التأثير على المتغيرات ذات الأهمية. يؤكد هذا الحاجة إلى مناهج طفيفة التوغل تسمح بتقييم العمليات البيولوجية على مدار 24 ساعة دون إزعاج النوم أو الإيقاعات البيولوجية.
لمواجهة هذه التحديات ، تستخدم العديد من المجموعات السريرية والبحثية تقنية تعرف باسم طريقة أخذ عينات الدم "عبر الجدار". يستخدم هذا النهج أنبوبا ممتدة متصلة بقسطرة ساكنة ، يتم تمريرها عبر جدار أو قسم إلى موقع خارج غرفة المشارك. من خلال تمكين جمع الدم دون الحاجة إلى دخول الغرفة ، تقلل هذه الطريقة من الاضطرابات ، وبالتالي الحفاظ على سلامة الملامح على مدار 24 ساعة للمتغيرات المنتشرة ذات الاهتمام والحد الأدنى من النوم المزعج.
نقدم هنا وصفا مفصلا لطريقة أخذ عينات الدم عبر الجدار ونوضح جدواها وفعاليتها في جمع عينات الدم خلال فرص النوم المجدولة. يتم تقديم بيانات تمثيلية من دراسة سريرية ، وتناقش اعتبارات إضافية ، بما في ذلك تأثير سحب الدم الصعب على بنية النوم.
الإيقاعات النهارية واليومية هي دورات بيولوجية تشارك في تنظيم العمليات الفسيولوجية والتمثيل الغذائي والسلوكية على مدار 24 ساعة. الإيقاعات النهارية هي أنماط بيولوجية تتبع دورة النهار / الليل وتحركها إشارات بيئية أو سلوكية. في المقابل ، تقترب إيقاعات الساعة البيولوجية من دورات مدتها 24 ساعة في علم الأحياء مدفوعة بشبكة جوهرية من الساعات الجزيئية ، بغض النظر عن الإشارات الخارجية (ملاحظة: شرح مفصل للساعات البيولوجية خارج نطاق هذه المقالة ؛ يتم توجيه القراء المهتمين إلى Cox et al.1 لمزيد من المعلومات و Broussard et al.2 لمناقشة بروتوكولات الساعة البيولوجية السريرية). تلعب كل من الإيقاعات النهارية واليومية أدوارا حاسمة في الصحة ، مع الاضطرابات المرتبطة بزيادة مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ومرض السكري من النوع 23،4. هذا الفهم متجذر في عقود من البحث الذي يتضمن قياسات السلاسل الزمنية في ظروف معملية خاضعة للرقابة. ساعدت نتائج هذه الدراسات في التمييز بين التأثيرات اليومية الداخلية والتأثيرات البيئية أو السلوكية الخارجية على العمليات البيولوجية وأدوارها في الحفاظ على التوازن الفسيولوجي2،5. أرست مجموعة العمل هذه الأساس لأبحاث انتقالية حديثة تبحث في تأثير النوم والتوقيت اليومي للسلوكيات على النتائج المتعلقة بالصحة6،7،8،9.
تظهر الهرمونات وعوامل التمثيل الغذائي تذبذبات مميزة على مدار 24 ساعة. الميلاتونين ، على سبيل المثال ، يرتفع خلال الليل البيولوجي ويظل منخفضا خلال اليوم البيولوجي10. في المقابل ، يتميز إيقاع الكورتيزول بالقمع خلال الجزء الأول من الليل البيولوجي ، يليه زيادة قبل الاستيقاظ11 ، والتي تتغير أثناء الحرمان من النوم12. يرتفع الهرمون المنبه للغدة الدرقية (TSH) في المساء البيولوجي ويتم قمعه أثناء النوم13. يتعطل إيقاع TSH أثناء الحرمان من النوم ، مما يؤدي إلى زيادة مستويات TSH خلال الليل البيولوجي14. تتأثر الأنماط الإيقاعية للعديد من العوامل المنتشرة الأخرى بالمثل بدورات النوم والاستيقاظ. على سبيل المثال ، يرتبط إفراز هرمون النمو (GH) ارتباطا وثيقا بالنوم بطيء الموجة (SWS) ، مع إطلاق واضح بعد فترة وجيزة من بداية النوم ، خاصة عند الرجال15. علاوة على ذلك ، يساعد إفراز هرمون النمو جنبا إلى جنب مع زيادة الجلوكاجون أثناء النوم على استيعاب الصيام المطول طوال الليل ويؤدي إلى تقليل استخدام الجلوكوز للحفاظ على مستويات ثابتة من الجلوكوز في الدم ومنع نقص السكرفي الدم 16. على غرار نمط هرمون النمو ، يرتفع البرولاكتين بشكل حاد بعد بداية النوم ويبلغ ذروته في منتصف فترة النوم ، مع حدوث ارتفاعات مماثلة أثناء القيلولة أثناء النهار17،18. تشمل العوامل المتداولة الإضافية التي تظهر إيقاعات 24 ساعة هرمون قشر الكظر ، والهرمون اللوتني ، والجلوكوز ، والأنسولين (للحصول على ملخص أكثر شمولا ، انظر Hanlon et al.5).
تظهر العديد من العوامل المنتشرة المشاركة في الجوع وتنظيم الشهية وتوازن الطاقة أيضا تقلبات على مدار 24 ساعة. يبلغ هرمون الجريلين ، الذي يحفز الجوع ، ذروته قبل الوجبات وينخفض خلال فترة النوم الليلي ، بينما يرتفع اللبتين ، وهو هرمون الشبع ، في الليل ، ومن المحتمل أن يقمع الجوع خلال الصيام بين عشية وضحاها19. تظهر إشارات التمثيل الغذائي الأخرى ، مثل الأحماض الدهنية الحرة ، والكانابينويدات ، وببتيدات الشبع مثل GLP-1 و PYY ، اختلافات تتأثر بكل من أنماط النوم والأكل19،20،21،22.
مجتمعة ، توضح التذبذبات الموضحة أعلاه التفاعل المعقد بين النوم والعمليات اليومية والتوازن الفسيولوجي الذي لا يمكن تقديره بالكامل إلا من خلال تحديد أنماط الدورة الدموية على مدار 24 ساعة للمتغيرات الفسيولوجية ذات الصلة.
يعد توضيح إيقاعات العوامل المنتشرة على مدار 24 ساعة أمرا ضروريا لفهم التقلبات اليومية في الوظيفة الفسيولوجية ، وكذلك كيفية تأثير النوم واضطراب الساعة البيولوجية على الصحة. ومع ذلك ، يمكن أن تتداخل طرق أخذ عينات الدم التقليدية مع العمليات التي تقود وتنظم هذه الإيقاعات23 ، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى مناهج طفيفة التوغل تسمح برؤى دقيقة في ملفات تعريف 24 ساعة.
لذلك ، فإن الهدف من مقالة الطرق هذه هو وصف الخطوات المتضمنة في الحصول على عينات دم متكررة بشكل موثوق على مدار 24 ساعة من المشاركين في البحث البشري باستخدام تقنية أخذ عينات الدم من خلال الجدار. التقنية الموصوفة ، التي تستخدمها العديد من مختبرات النوم والساعة البيولوجية20،24،25،26،27،28،29،30،31،32،33،34،35،36، يعالج التحديات التقنية التي ينطوي عليها جمع عينات الدم أثناء النوم. في الأقسام التالية ، يتم وصف التقنية نفسها بعرض فيديو تكميلي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقديم بيانات تمثيلية من دراسة سريرية تستخدم الطريقة. أخيرا ، تختتم المقالة بمناقشة القيود والمزالق والاعتبارات المهمة لاستخدام الطريقة في البحث السريري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تستخدم الطرق الموضحة في هذه الورقة في البروتوكولات المعتمدة حاليا من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة ولاية كولورادو ومجلس المراجعة المؤسسية المتعددة في كولورادو. تم استخلاص البيانات التمثيلية من هذه الدراسات التي تم الحصول على موافقة خطية مستنيرة بشأنها قبل المشاركة. جميع الإمدادات والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد. يتم عرض اعتبارات إضافية حول الطريقة في المناقشة.
1. إعداد وإرفاق خط التمديد
ملاحظة: قبل أي إجراء سريري ، يجب إجراء نظافة اليدين المناسبة باستخدام محلول يحتوي على 70٪ كحول الأيزوبروبيل على الأقل. يجب ارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE) ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر القفازات ومعاطف المختبر والأحذية المغلقة ، في جميع الأوقات.
2. أخذ عينات الدم من خلال خط التمديد
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
24-ساعة الميلاتونين باستخدام أخذ عينات الدم من خلال الجدار أثناء النوم
تسمح الطريقة الموضحة أعلاه بتقييم أنماط 24 ساعة للعوامل المتداولة التي قد تفوتها عينة نقطة زمنية واحدة. يعمل الميلاتونين ، وهو هرمون يقاس بشكل متكرر عن طريق أخذ عينات الدم من خلال الجدار ، كبديل أكثر قبولا على نطاق واسع لتقييم إيقاع الساعة البيولوجية المركزية ، والتي توجد في النواة فوق التصادمية (SCN) لمنطقة ما تحت المهاد الأمامية. نظرا لأن الوصول المباشر إلى SCN غير ممكن في البشر ، فإن الميلاتونين...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تستخدم طريقة أخذ عينات الدم عبر الجدار المعروضة هنا على نطاق واسع في أبحاث النوم والساعة البيولوجية لجمع الدم أثناء النوم مع الحد الأدنى من اضطراب المشاركين. الإجراءات الموصوفة - بما في ذلك إعداد وإعداد واستخدام خط التمديد - لها تطبيقات واسعة في كل من الإعدادات السريرية والبحثية. من خلال استخدام هذه التقنية ، يمكن للباحثين الحصول على عينات دم بنجاح على مدار 24 ساعة ، بما في ذلك أثناء النوم المجدول. علاوة على ذلك ، يؤكد تخطيط النوم (PSG) أنه في ظل الظروف المثالية ، يؤدي هذا النهج إلى الحد...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يفصلونه.
تم دعم هذا البحث جزئيا من خلال T32HL149646 إلى GSM و R01DK125653 و R01HL168081 إلى JLB. نود أيضا أن نشكر ستيفاني لينغ RN ، BSN ، ممرضة أبحاث محترفة في معهد كولورادو للعلوم السريرية والتحويلية (CCTSI) ومركز البحوث الانتقالية السريرية في الحرم الجامعي الطبي بجامعة كولورادو أنشوتز لمراجعة الأساليب وتقديم رؤى وتعديلات على النسخة النهائية من هذه المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مجموعة تمديد IV سعة 9 إنش مع حجم تمهيد 1 مل، موصل SmartSite القابل للإزالة بدون إبرة، مشبك منزلق، وقفل لوئر ذكر دوار | ميدلاين | IME22059EH | |
| حقن كلوريد الصوديوم 0.9٪ USP 10 مل في حقنة ZR بسعة 10 مل | إكسلسيور ميديكال | EMZE010001 | |
| وسادة تحضير الكحول | ميدلاين | MDS090737 | |
| قسطرة BD Insyte Autoguard Winged 20G | ميدلاين | 381534 | |
| حقنة BD Plastipak بسعة 3 مل | فيشر ساينتيفك | 309657 | |
| CoFlexNL | ميدلاين | 5200CP | |
| مجموعة تمديد IV بطول 192 بوصة، أنبوب صغير القطر | وحدة العناية المركزة الطبية | B2202 | من الضروري إنشاء حساب في وحدة العناية المركزة الطبية لطلب المستلزمات |
| إسفنجات الشاش غير المنسوجة | ميدلاين | NON25223 | |
| تيغاديرم | ميدلاين | 1624W | |
| قفل لوئر ذكر ثلاثي الاتجاه من نوع Ultra(TM) | ميدلاين | MX2311L |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن